هنگام طراحی یک سیستم کنترل موتور، همیشه مشخص نیست که آیا مقاومت ترمز مورد نیاز است یا خیر و در صورت نیاز، چگونه باید در انتخاب مقاومت ترمز اقدام کرد. این پست برای ساده کردن این فرآیند در نظر گرفته شده است، بنابراین مشخص است که چه زمانی و چگونه یک مقاومت ترمز را برای برنامه خود انتخاب کنید.انتخاب مقاومت ترمز یک جزء کلیدی هنگام بهینه سازی برنامه درایو است
مقاومت ترمز درایو
مقاومت ترمز درایو با کاهش سرعت موتور تا سرعت تعیین شده توسط درایو کار می کنند. آنها به ویژه برای کاهش سرعت موتور مفید هستند. مقاومت های ترمز همچنین می توانند انرژی اضافی را به اینورتر برای تقویت ولتاژ در باس DC وارد کنند.
هنگامی که با ولتاژ به درستی برخورد شود، درایو آسیبی نمی بیند و سیستم می تواند به طور عادی کار کند. سازندگان ماشین باید اندازه و نوع مقاومت ترمز مناسب را برای نتایج مطلوب انتخاب کنند.
به عنوان مثال، برخی از مقاومت ها می توانند گرمای بیشتری تولید کنند و موتور را سریعتر از بقیه متوقف کنند. به همین دلیل است که انتخاب مقاومت ترمز مناسب بسیار مهم است.
چگونه مقاومت های ترمز درایو از آسیب جلوگیری می کنند
مقاومت های ترمز برای جلوگیری از آسیب سخت افزاری اینورتر یا خطاهای مزاحم به سیستم با استفاده از کنترل موتور :
در برخی عملیات، موتور کنترل شده توسط VFD به عنوان یک ژنراتور عمل می کند و قدرت به جای موتور به سمت آن جریان می یابد. هر زمان که بار تعمیرات اساسی وجود داشته باشد یا از درایو برای کاهش سرعت موتور استفاده شود، یک موتور به عنوان یک ژنراتور عمل می کند.
این باعث می شود ولتاژ باس DC درایو افزایش یابد و اگر انرژی تولید شده تلف نشود منجر به خطاهای اضافه ولتاژ می شود.مقاومت های ترمز سطح باس DC را زیر آستانه خطا تنظیم می کنند.
چند راه اساسی برای مقابله با انرژی تولید شده توسط موتور وجود دارد.
اول اینکه خود درایو می تواند مقداری از این انرژی را برای مدت زمان کمی جذب کند. این امر زمانی معمول است که بارهای تعمیرات اساسی وجود نداشته باشد و به کاهش سریع سرعت نیاز نباشد. اگر انرژی تولید شده برای درایو به تنهایی خیلی زیاد باشد، می توان یک مقاومت ترمز معرفی کرد. مقاومت ترمز با تبدیل آن به گرما در یک عنصر مقاومت، انرژی اضافی را از بین می برد.
در نهایت، اگر انرژی بازسازی شده از موتور پیوسته باشد، استفاده از واحد ریژن به جای مقاومت ترمز ممکن است مفید باشد. این همچنان از VFD در برابر آسیب‌های سخت‌افزاری و نقص‌های مزاحم محافظت میکند و به کاربر اجازه میدهد انرژی را به جای هدر دادن انرژی گرفته و دوباره استفاده کند.
هنگام انتخاب مقاومت ترمز درایو چه نکاتی را باید در نظر گرفت؟
1- حداقل مقدار مقاومت و ظرفیت اتلاف توان است.
درایوهایی که از مقاومت ترمز استفاده می کنند همچنین دارای یک “مدار چاپر” یا ترانزیستور ترمز هستند. هنگامی که ولتاژ باس DC بیش از حد بالا می‌رود، ترانزیستور ترمز جریان را از گذرگاه DC از روی مقاومت ترمز عبور میدهد. این مدار ترانزیستور ترمز دارای محدودیت های جریان است. بنابراین سازنده درایو اغلب حداکثر مقدار فعلی و چرخه کار را فهرست می کند.ترانزیستور ترمز جریان عبوری از مقاومت ترمز را کنترل می کند
از آنجایی که V=IR، اگر ولتاژ ثابت باشد، مقاومت کوچکتر منجر به جریان بزرگتر می شود.
2-ظرفیت اتلاف نیرو
باید در نظر بگیرید که چه مقدار انرژی به سمت درایو که نیاز به اتلاف دارد، تولید خواهد شد. این تضمین می کند که مقاومت ترمز ظرفیت کافی برای اتلاف انرژی تولید شده از موتور را دارد.
اولین راه برای انجام این کار از طریق محاسبه است. در صورت دانستن موارد زیر می توان توان تولید شده از موتور را محاسبه کرد:
گشتاور جرمی اینرسی موتور و بار
گشتاور موتور
تغییر سرعت
زمان کاهش سرعت
در ابتدا سه فاز ورودی ما که به درایو وصل میشود برخورد میکنه به بخش رکتیفایر یا یکسو کننده در واقع این ولتاژ ac سه فاز ما که وارد درایو های سه فاز میشود یکسو میشود و وارد بخش dc درایو میشود . این ولتاژ dc که تو خط dc باس یا خط ولتاژ dc قرار دارد وارد بخش چاپر میشود (dc به dc) می شود از خازن های فیلتراسیون عبور میکند و وارد بخش اینورتر می شود (اینورتر به بخشی از درایو است که ولتاژ های dc تبدیل به ac میکنه ) در واقع با یک عملیات قطع وصل کردن این کار انجام میدهد ، این ولتاز متناوب ما بدون هیچ فیلتری با اون ولتاز قبلی ما کاملا متفاوت است به صورت pwm است.
اما بخش مقاومت درایو به چه کار میاد:
مقاومت درایو در مدار قدرت درایو قبل از بخش اینورتری قرار میگیرد و کنار چاپر ها یا مدارات تبدیل dc به dc قرار میگیرد و میاد جریان را برای مصرف میکند و
چرا باید واحدی باید داشته باشیم که جریان برای ما مصرف کند ؟
همیشه این درایو ما نیست که به موتور ما انرژی میدهد یک حالت دیگری هست حالتی است که موتور ما به درایو انرژی میدهد که به این حالت میگن حالت ژنراتوری شدن موتور
تعریف دقیق تر : وقتی سرعت روتور از فرکانس ایجاد شده در استاتور که توسط درایو داره اعمال میشه بیشتر میشود یعنی اون سه فازی که با یک فرکانس خاصی یا با یک سرعت خاصی داخل استاتور می چرند میگن موتور به صورت ژنراتور در حال کار است پس موتور انرژی از خودش تولید میکنه که این انرژی از طریق سیم های قدرتی که درایو به موتور انرژی میداد وارد داریو میشود بهش میگن انرژی برگشتی این ولتاژ برگشتی یک سری آسیب ها رو می تواند به درایو ما بزند
1-بخش سوئیچ زنی که ولتاژ dc به ac تبدیل می کند (همان واحد اینورتر) متشکل از چند تا igbt است که این igbt حکم کلیدها رو در مدار قدرت دارد همچنین igbt خیلی به ولتاژ برگشتی حساس هستند و این ولتاژ باعث آسیب به igbt میشود برای همین موازی با igbt یک دیود محافظ قرار میدهند
اگر ولتاژ برگشتی به درایو رفت وارد igbt نشود و از دیود ها عبور بکند و در نهایت از دیود عبور میکنه و برمیگرده به بخش dc به dc یا dc bus
تولید کننده های درایو یک راه حل ارائه دادند :
موتوری که تحت کنترل درایو هست رو مواقعی که ژنراتوری میشود را شناسایی میکنیم و بالا بالا رفتن ولتاژ dc از حد ولتاژ معمولی این ولتاز شروع به مصرف می کنیم با استفاده از یک مقاومت ترمز خارج از درایو قرار می دهیم که یک مقاومتی هست که جریان رو از خودش عبور میدهد و به علت توان بالایی که دارد میتونه این جریان رو به گرما تبدیل کنه در نتیجه این انرژی تلف میشود.
چند نکته در نصب مقاومت ترمز درایو:
1- هیچ وقت در تابلو فرمان نصب نکنید. چون ما همیشه دمای داخل تابلو فرمان پایین بیاریم با روش های مختلف مثل نصب فن با این کار کمک به بالا بردن دما میکنیم. پس مقاومت ترمز درایو خارج از تابلو نصب میکنیم
2- سیم های شیلد دار در مقاومت استفاده شود و این سیم به ارت سیستم وصل شود چون نویز زیادی داره این خط ولتاژی
3- هرگز به صورت عمودی نصب نکنید : وقتی از تمامی مقاومت ترمز حرارت تولید می شود شما باید توری مقاومت ترمز نصب بکنی که حرارت تولید شده در پایین مقاومت به بخش بالا انتقال پیدا نکند پس افقی نصب بکنید
